MRAM兼具非易失、高速度、高密度、低耗等各種優(yōu)良特性,所以被認為是電子設備中的理想存儲器。另外,MRAM由于是金屬材料為主,因此抗輻射能力遠較半導體材料強 。
與現(xiàn)有的靜態(tài)存儲器SRAM、動態(tài)存儲器DR AM和快閃存儲器 F l a s h相比,MRAM性能都足非常優(yōu)秀的。
MRAM所帶來的另一個好處:允許將多種存儲器功能集成到一個芯片上,從而削減對多個仔儲器的需求、相應的成體和設備的大�。档拖到y(tǒng)的復雜性 ,提高成本效益并延長電池壽命。
MRAM 之所以具有這樣的性能,是由于與傳統(tǒng)的 RAM 不同,它是靠磁場極化的形式,而不是靠電荷的形式來保存數(shù)據(jù)的。MRAM 的存儲單元的結構如圖 2 所示,它由三個層面構成,最上面的成為自由層,中間的是隧道柵層,下面的是固定層。自由層的磁場極化方向是可以改變的,而固定層的磁場方向固定不變。當自由層與固定層的磁場方向平行時,存儲單元呈現(xiàn)低電阻;當磁場方向相反時,呈現(xiàn)高電阻。MRAM通過檢測存儲單元電阻的高低,來判斷所存儲的數(shù)據(jù)是 0還是1。
圖 3 更加清楚地展示了 MRAM 存儲單元的結構和讀寫方法。圖中下方左側是一個晶體管,當它導通時,電流可流過存儲單元 MTJ(磁性隧道結),通過與參考值進行比較,判斷存儲單元阻值的高低,從而讀出所存儲的數(shù)據(jù)。當晶體管關斷時,電流可流過編程線 1 和編程線 2(圖中 Writeine 1 和 Write Line 2),在它們所產生的編程磁場的共同作用下,使自由層的磁場方向發(fā)生改變,從而完成編程的操作。